JPH01113506A - 熱回収装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、例えば低温排熱を利用して動力を発生させる
熱回収装置に関するものである。

（従来の技術） 従来、低温排熱を利用した熱回収装置として、第３図に
示すものが公知である。この装置は、膨張機の一種であ
るタービン２、凝縮器３、液ポンプ４および蒸発器５を
含む閉ループからなり、蒸発器５の熱源部７には低温排
熱を利用し、タービン２の回転軸には発電機あるいは圧
縮機等の回転機械６の回転軸が結合しである。また、こ
の装置ではループ内を循環させる媒体は、低沸点媒体で
あるジクロロジフルオロメタン、クロロジフルオロメタ
ン等の単一媒体である。

そして、単一ランキンサイクルにより、熱源部７により
加熱されて生じた高圧蒸気をタービン２内に流入させて
、膨張させつつタービン２を回転させる。さらに、膨張
したガスをタービン２から凝縮器３に導いて、ここで冷
却水により凝縮させて液体にし１、この液体になった媒
体を液ポンプ４によって加圧して蒸発器５に送り、以後
上記同様のサイクルを繰返す。そして、このタービン２
によって発生した動力を回転機械６の駆動に利用するよ
うに形成しである。

以上のサイクルをＱ−Ｔ線図で表わすと第４図（縦軸：
温度Ｔ、横軸：単位流量当たりの熱ｆｆ１Ｑ）のように
なり、図中の各記号における状態は、第３図中の同記号
の位置における媒体あるいは熱源の状態を示している。

このうち、ｄ゛点は飽和液体が蒸気に変わる点である。

また、同図中Ｉは媒体の飽和曲線を示す。

（発明が解決しようとする問題点） 上記装置において重要なことは、蒸発器５の出口側の熱
源の１点での温度を十分下げて、熱源から利用できる熱
量を最大にすることである。

しかしながら、第４図のＱ−Ｔ曲線にて示す様に、媒体
の蒸発温度が一定であるため、ｄ′点で点ｅから点ｒへ
の線に最も近接しており、このｄ°点での熱交換を可能
な状態に保つためには、この線とｄ”点との間で適宜温
度差を生じるようにしておく必要があり、１点の温度を
あまり下げることは出来ない。

このため、熱源部７の温度差を十分なものにすることが
出来ず、装置の効率向上が望めないという問題がある。

（問題点を解決するための手段） 上記従来の問題点を解決するために、本発明は膨張機、
凝縮器、液ポンプおよび蒸発器を含む閉ループからなり
、ループ内を循環させる媒体を非共沸混合媒体とした熱
回収ユニットを多段に配設するとともに、互いに隣り合
う熱回収ユニットのうちの高段側の膨張機と凝縮器との
間の流路を熱源部として低段側の蒸発器を形成した。

（実施例） 次に、本発明の一実施例を図面にしたがって説明する。

第１図は、本発明に係る熱回収装置を示し、基本的には
第３図に示ず熱回収装置と同一構成の熱回収ユニット１
を２段に配しである。すなわち、各熱回収ユニット■は
膨張機としてのタービン２、凝縮器３、液ポンプ４およ
び蒸発器５を含む閉ループからなり、各タービン２の回
転軸には回転機械６の回転軸が結合しである。

ただし、この装置では、第１段目の蒸発器５の熱源部７
では外部からの低温排熱を利用する一方、第１段目のタ
ービン２と凝縮器３との間の流路を第２段目の蒸発器５
の熱源部７として形成しである。また、各閉ループ内を
循環させる媒体を沸点の異なる媒体を組合せて、これを
圧カ一定の下で蒸発（または凝縮）させた場合、蒸発開
始時と終了時で温度が異なる非共沸混合媒体（以下、混
合媒体という。）にしである。即ち、混合媒体をその蒸
発温度線の勾配が蒸発器５の入側と出側との間の熱源温
度勾配と同じになる選定しである。

また、この場合タービン２の出口温度も単一媒体の場合
に比較すれば上昇するので、さら、にその熱を利用する
ために第１段目の上記流路を第２段目の蒸発器５の熱源
部７として形成しである。

この装置での混合媒体のサイクルをＱ−Ｔ線図で表わす
と第２図のようになり、上記同様、図中の各記号は第１
図中の記号に対応する。この図からも分かるように、混
合媒体を用いることによりＥ点とＦ点の温度差を大きく
出来るだけでなく、上記のようにタービン２の出口温度
、即ちＢ点の温度が高くなるため、第１段目の上記流路
を第２段目の蒸発器５の熱源部７として利用出来るよう
になっている。

なお、上記実施例では熱回収ユニット１を２段に配した
ものを示したが、本発明はこれに限るものでなく、適宜
段数を増加させたものも含まれる。

（発明の効果） 以上の説明により明らかなように、本発明によれば、膨
張機、凝縮器、液ポンプおよび蒸発器を含む閉ループか
らなり、ループ内を循環させる媒体を非共沸混合媒体と
した熱回収ユニットを多段に配設するとともに、互いに
隣り合う熱回収ユニットのうちの高段側の膨張機と凝縮
器との間の流路を熱源部として低段側の蒸発器を形成し
である。

このため、蒸発器の熱源の出側の温度を低く設定しても
、混合媒体との間に適宜温度差を保つことが出来、また
、高段側の熱量を低段側で効率良く利用することが出来
るようになり、熱源からの熱回収を増大させて、装置の
効率を向上させることが可能になる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明、に係る熱回収装置の媒体の循環系統図
、第２図は第１図に示す装置に対応するＱ−Ｔ線図、第
３図は従来の熱回収装置の媒体の循環系読図、第４図は
第３図に示す装置に対応するＱ−Ｔ線図である。 １・・・熱回収ユニット、２・・・タービン、３・・・
凝縮器、４・・・液ポンプ、５・・・蒸発器、７・・・
熱源部。 特　許　出　願　人　株式会社神戸製鋼所代　理　人　
弁理士　青白　葆　ほか２名第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）膨張機、凝縮器、液ポンプおよび蒸発器を含む閉
   ループからなり、ループ内を循環させる媒体を非共沸混
   合媒体とした熱回収ユニットを多段に配設するとともに
   、互いに隣り合う熱回収ユニットのうちの高段側の膨張
   機と凝縮器との間の流路を熱源部として低段側の蒸発器
   を形成したことを特徴とする熱回収装置。